DE8712723U1 - Absorberflocke - Google Patents
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Description
i «« i « Ii Mm
Il ' '
VANDERWeRTH LEDERjÖfiji JdEdBBBR, ?'] .*' DR. A. VAN DER WERTH
Patentanwälte ·:· '··'··' '»* l (1934*1974,
OR. FRANZ LEDERER
ANTON FREIHERR
RIEDERER &ngr;. PAAR
Dfpf.-Ing. Laridshui
RIEDERER &ngr;. PAAR
Dfpf.-Ing. Laridshui
•000 MÖNCHEN BÖ
telefon (089)47 2947
21* September 1987
Hanfspinnerei Steen & Co. GmbH
Stresemannallee 102
Postfach 54 08 25
Stresemannallee 102
Postfach 54 08 25
2000 Hamburg 54
Superabsorberfaserflocken
Polymerprodukte mit hohem Absorptionsvermögen finden ihre Anwendung in Bereichen, in denen wäßrige Flüssigkeiten
entfernt und an eine feste Phase gebunden werden sollen« Bevorzugte Anwendung finden derartige Produkte bei der
Herstellung von Hygieneprodukteri, die die Aufgabe haben, wäßrige Flüssigkeiten, wie beispielsweise Blut oder Urin
aufzusaugen, damit der Träger des Hygieneproduktes nicht durch ein unangenehmes Gefühl der Feuchtigkeit in seinem
Wohlbefinden beeinträchtigt wird.
Es sind bereits pulverförmige Granulate eines schwach vernetzten Polymerisates bekannt, die in die Hygieneprodukte,
die neben dem saugfähigen Polymer eine Matrix-Struktur aufweisen, die im allgemeinen aus einem Zellstoffgewebe
besteht, eingearbeitet werden. Diese Matrix-Struktur wird auch als Fluffschicht bezeichnet.
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Es hat sich herausgestellt/ daß bei der Herstellung der Hygieneärtikel ein© ridhtige Dosierung des säugaktiven
Polymeifpröduktes nur sehir sehwer zu erreichen iät, da das
Polymerpfödükt bei der Herstellung der Hygieneartikel durch
die sich bildende Matrix-Struktur (Fluffschicht) hindurch
wieder abgesaugt wird*
Es wurde weiterhin beobachtet, daß beim Verpacken und beim
Transport der Endprodukte das saugaktive Polymerprodukt eine starke Migration oder Delokalisation erfährt» wodurch
die Produkte eine unerwünschte Förmdeformation erleiden können oder ein Teil des saugaktiven Polymerproduktes bei
der Verwendung nicht mehr zur Verfügung steht.
Thermisch verbundene Polyethylen-Faseirpülpen für Absorp-*
tionsprodukte, wie beispielsweie Windeln werden von der Firma Hercules, Wilmington, USA unter dem Warenzeichen
Pulpex (R) auf den Markt gebracht. Die thermisch verbundene Polyethylenfaäernetzstruktur soll Superabsorberpulver
besser zurückhalten.
Eine Holzfluffpulpe, die durch Verschmelzen einer Polyolefinpulpe gehalten wird, wird in der EP-Al 123 414 und der
korrespondierenden US-P 4 458 042 beschrieben.
Ein Hygieneartikel enthaltend ein superwasserabsorbierendes Polymeres, das zwischen zwei Schichten aus Zellstoff-Flocken
angeordnet ist, wird in der IDE-OS 35 11 805 beschrieben.
Durch Veränderung der Packungsdichte soll die Äbsorptionskapazität erhöht, werden.
Die DE-OS 36 17 881 beschreibt einen absorbierenden Artikel aus einem Basismaterial aus Fasern r die zumindest teilweise
hydrophob sind, und einem wasserabsorbiersnden Polymeren, welches zumindest teilweise in Form von, im wesentlichen
kugelförmigen Partikeln vorliegt und mit den Fasern, diese umgebend, verbunden ist. Die polymeren Partikeln sind durch
das Fasermaterial verstreut und an die Fasern in der Form
von sphärischen öder ellipsoiden Perlen gebunden/ die nacheinander
aufgereiht sind/ etwa in de£ Form eines Rosenkfanzes.
Üieser feö'käfmte Artikel wird hergestellt/ indem man
eine wäßrige LÖöung eines wasserlöslichen äthylenisch ungesättigten
Monomeren auf das aus den hydrophoben Fasern bestehende Basismaterial aufbringt/ so daß ein Teil der
Lös ungs tropf en sich um die Pasern herumlegt und an diese bindet/ das Monomere polymerisiert zur Erzeugung des waseerabsorbiefenden
Polymeren und den sich hieraus ergebenden Artikel trocknet· Der Artikel behält also die form des aus
Pasern bestehenden Basismaterials bei/ irt welchen sich
einzelne Perlen des Wasserabsorbierenden Polymeren befinden. Leicht handhabbare Flocken, die zu Artikeln unterschiedlicher
Formgebung verarbeitet werden können, entstehen so nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es ein hochsaugfähiges, tei.lchenförmiges Polymerprodukt zur Verfügung zu
»teilen, das ähnlich einem Pulver gehandhabt werden kann, aber dennoch fest innerhalb der Fluffschicht von Hygieneartikeln
haftet, wodurch die Nachteile der bekannten PoIyvermieden werden.
Das el'findungsgemSße Polymerprodukt weist eine hohe Absorptionsfähigkeit
und eine Teilchenstruktur auf, bei der viele kleine Fasern in den einzelnen Polymerpartikeln eingeschlossen
sind, wobei insbesondere die Enden der kleinen Pasern aus den Polymerpartikeln herausragen. Durch die
herausragenden Fasernteile bzw. Fasernenden können die erfindungsgemäßen. Poiymerprodukte mit der Fluffschicht in
Wechselwirkung treten, so daß bei der Einarbeitung eine lokale Fixierung der einzelnen Polymerprodukte in der Matrix
erreicht werden kann.
Gegenstand der Erfindung sind somit Superabsorberfaserflokken
bestehend aus einem Kern aus einem saugfähigen Polymer in den kurze Polymerfesern eingelagert sind, die zumindest
teilweise aus dem Kern herausragen.
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Bei der bevorzugten aus fühfungs form besteht boi den effinduhgsgömälien
Supefatosorberfaaefflocken der Kern aus mittels
eines Haftvermittlers miteinander verbundenen Partikeln des
■ augfähigen Polymers lind den Polymeiffasern.
Das erfindungsgemäß verwendete saugfähige Polymermaterial muß in der Lage sein, einfe möglichst größe Menge einer
wäßrigen Flüssigkeit absorbieren zu können. In der" Regel werden dazu bevorzugt Polymerisate auf der Basis von Acrylsäure/Natriumäcrylät
verwendet. Aber auch andere Pölymerisate auf der Grundlage von vernetzten Polymeren können im
Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden» Bei^
spiels für derartige Polymere sind quervernetzte Polysaccharide, wie beispielsweise Carboxymethylcellulose oder
Stärkeether, und anorganische, poröse Materialien, wie beispielsweise Zeolite.
In der Regel muß das verwendete Polymermaterial ein Mehrfaches
seines Gewichtes an Wasser aufnehmen können? das bevorzugt
verwendete Acrylsäure/Natriumacrylat-Polymer kann dabei mindestens die dreifache Menge seinös Gewichtes an
Wasser aufnehmen, wobei das Polymer in einen gelartigen Zustand üibergeht.
Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugtes Polyacrylat-Produkt ist das im Handel erhältlich^.
i- . Ss weist die folgenden chemischen Daten auf:
Chemische Basis: Natrium-Polyacrylat
Beschaffenheit: weißes Granulat
Korngröße: 100-630 Mikron
Schüttgewicht: 690 ± 30 g/l
Rieselverhalten: frei fließend
Trockensubstanz: 95 i 2 %
pH-Wert: 6,0 ±1
(0,1 % Gel in 0,9 % NaCl)
Lagerung: bei trockener Lagerung 1 Jahr
Dieses Natrium-Polyacrylat ist ein schwach vernetztes Polymerisat,
auf der Basis Acrylsäure/Natriumacrylat.
Dieses bevorzugte Polymermaterial quillt bei Wasseraufnalune
zu einem weitgehend noch trockenen und körnigen Gel ohne zu zerlallen. [
Als Polymerfasern werden erfindungsgemäß bevorzugt Polyole- :
finfasern, insbesondere Polyethylen (PE-) und Polypropylen (PP-) -Kurzschnittfasern verwendet. Diese Fasern werden
nach an sich bekannten Verfahren hergestellt und weisen bevorzugt eine Länge zwischen 1 mm und 6 mm und besonders
bevorzugt zwischen 2 mm und 4 mm auf. Im allgemeinen weisen die Fasern einen Titer von 0,5-6 dtex auf, wobei ein Titer '
von 3-4 dtex bevorzugt wird. Eine leichte Längenabweichung i
der einzelnen Fasern stört bei der erfindungsgemäßen Ver- s
Wendung nicht, Es kann sogar vorteilhaft sein, gezielt unterschiedliche Faserlängen einzusetzen, um bevorzugte
Haftwirkungen des Polymerproduktes in der Fluffschicht zu
erzielen. ,
Auch wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung andere Fasern,
beispielsweise solche natürlichen Ursprungs, Glasfasern oder Fasern aus verschiedenen synthetischen Materialien
verwendet werden können, sind die genannten PE- und PP-Kurzschnittfasern bevorzugt, da diese Fasern aufgrund
ihrer molekularen Struktur eine Dochtwirkung entfalten, so daß sie die Flüssigkeit von dem Entstehungsort zu den hochsaugfKhigen
Polymerprodukten weiterleiten können. Zur Verbesserung der Haftfähigkeit des faserhaltigen hochsaugaktiven
Polymerproduktes kann es vorteilhaft sein, die Fasern einer speziellen Behandlung zu unterziehen, durch die die
Struktur der Fasern derart verändert wird, daß diese leicht gekräuselt sind und somit eine beösere mechanische Interak- |
tion mit den Fasern der Matrix^Struktur, in die die erfin- t
dungsgemäöen Polymerpartikei eingebettet sind, zu erzielet k
Ein derartiger zusätzlicher BehärtdlungSächrifcfc kann das |
j. Recken def Fasern ver dem entsprechenden Ablängen sein« |
i &igr; &igr;»11 &igr; 11 &mgr; 11
< &igr; &igr; · · &igr; i
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Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte können prinzipiell
zwei Wege beschriften werden.
a) Das Polymerprodukt mit hoher Absorptionsfähigkeit wird mit den Fasern vermischt und die Verbindung durch Zusatz
eines Haftvermittlers erzielt. Die Art des verwendeten Haftvermittlers hängt sowohl von der Art des eingesetzten
Polymerproduktes / wie auch von der Art der eingesetzten
Fasern ab. Aufgrund der chemischen Zusammensetzung des absorptionsfähigen Polymermaterials und der
Fasern kann der Fachmann diejenigen Haftvermittler auswählen, durch die eine zuverlässige Verbindung zwischen
den beiden oben genannten Komponenten erzielt werden kann. Darüber hinaus dürfen die Haftvermittler natürlich
keine unerwünschten Nebenwirkungen aufweisen, die von der Art der Verwendung abhängen. Sollen die Polymerprodukte
beispielsweise in Hygieneartikeln, wie Windeln verwendet werden, müssen die Haftvermittler gesundheitlich
unbedenklich sein.
Unter der großen Vielzahl der bekannten Haftvermittler werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ethylen/
Acrylamid-Copolymere, Polymere-Isocyanate oder reaktive Silicium-organische Verbindungen bevorzugt, wobei Ethylen/Acrylsäure-Copolymere
besonders bevorzugt sind.
Die Zugabe eines Haftvermittlers kann entbehrlich sein,
wenn durch die Dispersion des Polymerproduktes bereits eine Gelbildung in den Randbereichen des körnigen Polymerproduktes
erzielt wird, und wenn dadurch bereits eine hinreichend feste Verbindung von Polymerproduict und
Faser erreicht werden kann.
b) Ein änderet Weg, das Fasermaterlal mit dem POlymerprodukt
in Verbindung zu bringen, besteht darin/ daß das Fasetfmaterial Vor der1 Fertigstellung des Pölymeifmaterials
in die Pölymerlösung zugegeben wiifd und daß aufschließend
die Votnetzungsieaktiön. stattfindet* Öabei
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werden die Fasern, zumindest teilweise in das PolymerproduJct.
eingeschlossen, so daß sich eine Verbindung der Faserenden mit dem Inneren des Folymerproduktes ergibt.
Durch eine derartige Herstellungsweise kann ein Produkt erzielt werden, bei dem sich die Enden der Fasern im
Inneren des Polymers befinden, wodurch eine schnellere und effektivere Übermittlung der zu entfernenden Flüssigkeit
in das Polymer erzielt wird, da die Fasern, wie bereits erwähnt eine Dochtwirkung aufweisen.
Bei dieser Art der Herstellung kann eine Öl-in-Wasser-Polymerisation
eingesetzt werden.
Das Verhältnis der eingesetzten Fasern zu dem hochsaugaktiven Polymerprodukt kann in relativ weiten Bereichen im
allgemeinen im Bereich von 10:1 bis 1:10 verändert werden. Bevorzugt wird ein Gewichtsverhältnis von Fasern zu hoch-Baugaktivem
Polymerprodukt von 1:1 bis 1:10 und insbesondere von 1:2 bis 1:8. Auf diese Weise lassen sich Produktvariationen
gewinnen, die von einem mehr watteähnlichen, flockigen bis zu einem im wesentlichen kornartigen Polymerprodukt
reichen können.
Nach dem Verkleben der Polymerkörner untereinander und mit den eingesetzten Fasern werden kleinere bis mittelgroße
Faserflocken erhalten, die in einer Schlagmühle zerkleinert und anschließend getrocknet werden.
Das fertige Produkt enthält dann viele kleine Fasern in den
einzelnen teilchenförmigen Polymerpartikeln eingeschlossen, die insbesondere mit ihren Enden aus diesen herausragen.
In der Abbildung wird eine erfindungsmäße Superabsorberf
äsörf locke gezeigt. Der Kern aus einem saugf einigen Polymer
ünä die herausstehenden Polymerfasern sind deutlich er-
Durch die erfindungsgemäßen faserhaltigen PölymerptfodUkte
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mit hohem Absorptionsvermögen wird die. Herstellung der Endprodukte, insbesondere wenn es sich um Hygieneprodukte
handelt, deutlich erleichert.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Struktur können die erfindungsgemäßen
Polymerprodukte bei der Herstellung der Hygieneprodukte gezielt dosiert werden, da eine wirkungsvolle
Wechselwirkung des erfindungsgemäßen Produktes mit der Matrix des Hygieneproduktes erfolgt. Ein unerwünschtes
Herausfallen bzw. Hindurchgesaugtwerden des sragfähigen
Polymerproduktes auc? bzw. durch das fertige Produkt kann
also durch die Struktur des neuen Produktes verhindert werden. Da also das eingesetzte Material nahezu vollständig in
dem fertigen Material verbleibt, kann die Dosierung entsprechend eingestellt werden und somit können unerwünschte
Verluste vermieden werden.
Das fertige Hygieneprodukt muß, bis es an den Ort des endgültigen Einsatzes gelangt, verschiedene Transport- und
Lagerphasen durchlaufen. Dabei soll sich natürlich die Form und Zusammensetzung des fertigen Produktes nicht verändern.
Gerade durch die Struktur des erf indungsttemäßen faserhaltigen
Polymerprodukfc.es mit hoher Absorptionsfähigkeit kann
eine relativ feste Verbindung des Polymerproduktes mit der ■anderen Komponente des Hygieneproduktes, nämlich der Matrix-Struktur
erzielt werden.
Durch die Dochtwirkung der bevorzugt eingesetzten Fasern wird der Bereich eines jeden Polymerpartikels vergrößert,
der aktiv die wäßrige Flüssigkeit absorbieren kann. Durch die Erfindung wird es möglich, die im Handel in Pulverform
erhältlichen Superabsorberprodukte so zu verarbeiten, daß die mit der Pulverstruktur verbundenen Nachteile ausgeschaltet
werden* Die er£indungsgemäßen Superabsdrberflocken
können Zellulose-Fluff ersetzen und kombinieren und verbessern
die Absorptiörtscjualitäten der SUFerabsorberpolymeren
und Von Fluff mit der Migrationsstabilität von Fluff und leichten Handhabung Und DösierUngsmöglichkeit von
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Auch aus medizinischer Sicht weisen die erfindungsgemäßen
Produkte einen Vorteil gegenüber den bekannten Produkten auf« Aufgrund der leichten Beweglichkeit der faserlosen
Polymerprodukte können diese nicht nur bei der Lagerung oder dem Transport aus dem fertigen Produkt entweichen,
sondern auch bei der Verwendung am menschlichen Körper können diese Polymerprodukte aus dem Hygieneprödükt austreten
und dann mit der menschlichen Haut bzw. den empfindlichen Schleimhäuten in Kontakt geratet! und Reizungen oder
immunologisch bedingte Irritationen hervorrufen. Die erfindungsgemäßen
Produkte dagegen sind fest mit der Fluffschicht
des Hygieneproduktes verbunden und können deshalb nicht in direkten Kontakt mit tier menschlichen Haut gelangen.
Den erfindungsgemäßen Polymerprodukten können auch antimikrobiell wirksame Stoffe, wie beispielsweise fungizid
wirkende Substanzen zugesetzt werden, um dadurch einen Pilzbefall, der gerade bei Säuglingen ein schwerwiegendes
Problem darstellen kann, zu verhindern.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Polymerprodukte bei
der Herstellung von Hygieneprodukten Und Inkontinenzartikeln verwendet. Es handelt sich hierbei bevorzugt um Babywindeln,
Damenbinden, Slipeinlagen und Windeln für Erwachsene .
Eine v-rsitere Verwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßet
Polymerprodukte ist bei der Entfernung von Wasser aus hydrophoben
Flüssigkeiten möglich. Dabei werden die erfindungsgemäßen Faserflocken in eine Filter-Matrix eingebettet
und die zu filtrierende, wasserhaltige hydrophobe Flüssigkeit wird durch das Filtersystem geleitet. Bei den hydrophoben
Flüssigkeiten kann es sich, um organische Lösungsmittel oder auch um Treibstoffe, beispielsweise Kerosin/
Dieselöl oder um Hydrauliköi handeln.
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Aüsführungsbeispiele;
Aüsgangsmaterialien
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Hochsaügaktives Polymerprodukt ·; pulverförmiges Matriumpolyacryiat mit einer Korngröße von
100^630 Mikron.
Polyethylen (PE)- Und Polypropylen (PP)-Fasern (Steen) mit einem Titer von 2,0 bzw. 2,8 dtex und einer Schnittlänge
von 2 mm &igr;
Haftvermittler: Dispersionslösung —4e*—Fa-»-
Bew—- mit einem Gehalt von 25 % eines Ethylen/
AcrylsSure-Copoiymers. Verdünnung: 20 ml der 25 %igen Dispersion
mit dest* Wasser auf 100 ml.
3 g PE-Faser (2,8 dtex, 2 mm Schnittlänge) und 6 g Polymerpulver
wurden in ein 250 ml Becherglas gegeben, 6,8 g der Verdünnten Dispersionslösung zugegeben und sofort durch
kräftiges Rühren mit einem Glasstab gut vermischt. Durch Verkleben der Polymerkörner untereinander und mit den Fasern
wurden kleinere bis mittelgroße Faserflocken erhalten, die anschließend in einer Schlagmühle zerkleinert wurden
(ca. 30-60 see* lang gemahlen).
Nach Trocknen des Produktes bei leicht erhöhter Temperatur (50-60 *C>
erhielt man ein weiches, flockiges Produkt*
2,0 g PE-Faser (Titer 2,8 dtex, Schnittlänge 2 mm) 6 g
Polymerpulver und 4,7 g der verdünnten Dispersion wurden wie unter Beispiel 1 beschrieben, verarbeitet.
Ergebnis: lockeres, flockiges, mehr körniges Produkt
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0.5 g Viskose-Feinschnitt (Zelluloae-Flu££) wurde mit 2,5 g
PP-Fasern (Titar 2,0 dtex, Schnittlänge 2 nun) gut gemischt/
dann wurden 6 g Polymerpulver und 8 g der verdünnten Dispersion zugegeben und wie untef Beispiel 1 beschrieben
verarbeitet.
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feinkörniger Struktur der Polymerpartikel.
Claims (1)
-
* · * * ■ ft 1 ) · · lilt -ga-fcentpjnsprüche1. Superabsorberfaserflocken bestehend aus einem Kern aus einem saugfähigen Polymer in den kurze Polymerfasern eingelagert sind, die zumindest teilweise aus dem Kern herausragen.2. Superabsorberfaserflocken gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus mittels eines Haftvermittlers miteinander verbundenen Partikeln des saugfähigen Polymers und den Polymerfasern besteht.3. Superabsorberfaserflocken gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das saugfähige Kernpolymer ein Acrylsäure/Natriumacrylat-Polymer ist.4. Superabsorberfaserflocken gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das saugfähige Kernpolymer eine Carboxymethylcellulose eder ein Stärkeether ist.5. Superabsorberfaserflocken gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfaaern Polyolefinfasern sind.6* Superabsorberfaserflocken gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Poiymerfasern Polyethylen- oder Polypropylen-Kurzschnittfasern sind.* Superabsorberfaserflocken gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfaöern eine Länge von 1 - '6 mm, vorzugsweise 2 - 4 mim aufweisen.j 1Oi Sttpeifäbsoifbeiffageiiflöcken gemäß einem der Ansprüche 2 -7< dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler ei.fl9. Superabsorberfaserflocken gemäß einem der Anspruch 2 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die Partikeln das saugfähigen Polymers eine Partikelgröße von 100 - 630 Mikron aufweisen.10. Superabsorberfaserflocken gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Polymerfasern zu saugfähigem Polymer 10:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:1 bis 1:10, insbesondere 1:2 bis 1:8 beträgt.I * fillI 4 t * * *
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